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影響陽離子水性聚氨酯性能的因素

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2020/9/13 瀏覽次數(shù)：

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1. 預(yù)聚物中 R值對性能的影響

將 n ( ) NCO ) Bn ( ) OH ) 的值定義為 R, R 值越大, 聚氨酯中硬段的含量越大。當(dāng) R值接近 1時, 乳化前體系中殘留的異氰酸酯基較少, 乳化時水參與擴鏈生成的脲鍵少。由于異氰酸酯基殘余量少, 預(yù)聚體的相對分子質(zhì)量大, 乳化時相對黏度較大, 相轉(zhuǎn)變困難, 造成乳化困難, 最終乳液的黏度也相對大一些。并且由于脲鍵含量少, 乳化過程反應(yīng)溫和, 乳液粒徑較小, 乳液較透明。當(dāng) R值較大時, 乳化時水參與擴鏈生成的脲鍵多。由于殘余異氰酸酯基量多, 乳化時水與異氰酸酯基反應(yīng)劇烈, 所得的乳液粒徑大, 乳液外觀呈白色, 穩(wěn)定性較差。另外, R 值較大時, 涂膜的拉伸強度和硬度逐漸增大, 而斷裂伸長率卻在降低。

2. 親水?dāng)U鏈劑用量對性能的影響

親水?dāng)U鏈劑是在對端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚體進行擴鏈的同時引入親水基團的物質(zhì)。聚氨酯鏈結(jié)構(gòu)是影響水性聚氨酯分散體最重要的因素, 而在離子聚氨酯分散體中, 親水?dāng)U鏈劑對分散體的平均粒徑有重要影響。研究了陽離子水性聚氨酯乳液的粒徑、乳液黏度及涂膜拉伸強度等性能與 M DEA含量之間的關(guān)系。結(jié)果表明, 在 M DEA含量低時粒徑降低較快, M DEA含量高時降低較慢, 并逐漸趨于一個平衡值; 在 M DEA含量低時乳液黏度增加較慢, M DEA 含量高時增加較快。涂膜的拉伸強度隨 M DEA含量增加而增加,而斷裂伸長率隨其增加而下降。

3. 中和劑和中和度的影響

中和劑是聚氨酯離子化的試劑, 對乳化過程和乳液的穩(wěn)定性有重要影響。分別采用乙醇酸、乙酸酐和冰乙酸為中和劑, 考查中和劑對乳液性能的影響, 得出其結(jié)果是: 中和劑對乳液的黏度影響很小, 但對乳液的分散狀態(tài)和粒徑有影響。由乙醇酸和冰乙酸中和的乳液的粒徑較小, 黏度較低, 乳液外觀呈透明溶液狀, 具有很好的乳液穩(wěn)定性。由乙酸酐中和的乳液呈白色, 說明其粒徑較大且乳液穩(wěn)定性較差,在室溫下放置 1個月有沉淀析出。理想的中和度是 100% , 使叔胺全部季銨化, 形成離子中心, 由此獲得的乳液透明性較好, 粒徑較小, 穩(wěn)定性較好。但有時由于體系黏度較大及中和劑自身的揮發(fā), 100% 的中和度并不能確保體系中叔胺完全被季銨化, 有時也選擇略大于 100% 的中和度, 但也不宜選擇過高的中和度, 過高的中和度會使體系黏度增大, 同時引入不必要的氣味, 還會影響后期聚氨酯的使用性能。

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